Kuratorium Oświaty w Katowicach
KONKURS PRZEDMIOTOWY Z FIZYKI I ASTRONOMII
DLA UCZNIÓW SZKÓA
GIMNAZJALNYCH
Etap I
25 listopada 2008 r.
Drogi Uczestniku Konkursu
Dzisiaj przystępujesz do pierwszego etapu Konkursu.
Masz do rozwiÄ…zania dwa zadania rachunkowe, jedno zadanie
problemowe i test mieszany składający się z 10 pytań-zadań.
Rozwiązanie każdego zadania zapisz czytelnie piórem lub
długopisem na osobnej kartce.
Odpowiedzi na pytania testowe udzielisz na kartce, którą
otrzymałeś. Jeżeli pomyliłeś się i chcesz zmienić odpowiedz
, zaznacz to
w sposób czytelny, nie budzący wątpliwości Komisji, która będzie go
oceniała.
Na rozwiązanie zadań rachunkowych i testu masz 90 minut.
Za poprawne rozwiązanie zadań rachunkowych możesz otrzymać
w sumie punktów (7p.,11p.,5p.). Za każde poprawnie rozwiązane
pytanie testowe otrzymujesz 1 punkt. W sumie za rozwiÄ…zanie testu
i zadań rachunkowych możesz uzyskać 33 punkty.
Aby przejść do drugiego etapu musisz uzyskać minimum 80% możliwych
do zdobycia punktów, czyli co najmniej 26.5 punkta.
W punktacji za zadania nie przyjmuje się punktów mniejszych niż 0,5.
Życzymy powodzenia!
Czas pracy: 90 minut
ZADANIA RACHUNKOWE
Zadanie 1 (7 punktów)
Piłka o masie 1 kg spada z wysokości 25 m. Na jakiej wysokości znajduje
się piłka po 1 s ruchu? Ile wynosi wówczas jej energia potencjalna, a ile
energia kinetyczna?
Zadanie 2 (11 punktów)
Pierścionek Beaty o masie 5 g wykonany jest ze stopu złota i srebra, a
kg
jego Å›rednia gÄ™stość jest równa 14 Å"103 . ZakÅ‚adajÄ…c, że objÄ™tość stopu z
m3
którego wykonany jest pierścionek jest równa sumie objętości jego części
składowych, wyznacz masę złota zawartego w pierścionku. Gęstość srebra
kg kg
10,3Å"103 , gÄ™stość zÅ‚ota 19,3Å"103 .
m3 m3
Zadanie problemowe (5 punktów)
Butelkę napełniono gorącą wodą i zatkano korkiem. Następnie odlano
trochę (np. pół szklanki) wody i ponownie zatkano ją korkiem. Po chwili
korek wyskoczył z butelki. Wyjaśnij zachowanie korka.
TEST
1. Ciało, które na Ziemi ma ciężar 200 N, największą masę ma na:
A) Jowiszu,
B) biegunie,
C) równiku ziemskim,
D) wszędzie ma taką samą masę.
2. Wskaż wszystkie stwierdzenia nieprawdziwe?
A) na każde ciało zanurzone w gazie działa siła wyporu, która jest skierowana
w dół, a jej wartość jest równa ciężarowi wypartego gazu,
B) im większa jest objętość ciała zanurzonego, tym większa jest wartość siły
wyporu,
C) siła wyporu jest równa masie wypartej cieczy,
D) siła wyporu zależy od kształtu ciała  im bardziej płaskie ciało, tym większa
jest siła wyporu.
3. W każdym z przypadków wskaż kierunek cieplnego przepływu energii:
4. Na wykresie przedstawiono zależność siły tarcia T od przyłożonej do ciała siły F.
Korzystając z wykresu, wykreśl z nawiasów
błędne zwroty, aby powstały zdania prawdziwe.
A) siłę tarcia, która działa na ciało niebędące
w ruchu, nazywamy tarciem (statycznym,
dynamicznym),
B) jeżeli będziemy zwiększać siłę F działającą na
spoczywające ciało (odcinek 1), to siła tarcia
będzie proporcjonalnie (rosnąć, maleć),
C) gdy siła F przekroczy wartość (minimalną,
maksymalną) siły tarcia T,ciało zacznie się poruszać. W chwili ruszenia ciała siła
tarcia (zmaleje, wzrośnie) i przyjmie wartość siły tarcia (statycznego,
dynamicznego),
D) gdy siła F działająca na ciało w ruchu zwiększa się, to siła tarcia T (rośnie,
maleje, nie zmienia siÄ™).
5. Wskaż błędną wypowiedz
:
A) wszystkie ciecze parują w każdej temperaturze,
B) wrzenie cieczy odbywa się w stałej dla danej cieczy temperaturze,
C) parowanie odbywa się tylko na powierzchni, a wrzenie to parowanie całej
objętości cieczy,
D) wrzenie jest to parowanie całej powierzchni cieczy.
6. Dziewczynka po przebiegnięciu kilku metrów wskoczyła do spoczywającej na
wodzie łódki, wskutek czego łódka wraz z nią odpłynęła od brzegu. Pęd układu
dziewczynka-łódka:
A) uległ zwiększeniu po wskoczeniu dziewczynki do łódki, bo masa łódki uległa
zwiększeniu i jednocześnie łódka wraz z dziewczynką zaczęła się poruszać,
B) uległ zmniejszeniu, bo łódka wraz z dziewczynką zaczęła się wolniej poruszać
niż sama dziewczynka,
C) nie zmienił się, bo nie uległa zmianie liczba ciał układu,
D) nie uległ zmianie.
7. Droga przebyta przez samochód osobowy w czasie 6 s
ruchu jednostajnie opóz
nionego pokazanego na rysunku
wynosi:
A) 3 m,
B) 12 m,
C) 36 m,
D) 18 m.
8. Zegar wahadłowy wskazuje godzinę 12.00. Czy identyczny zegar pozostawiony
na Księżycu wskaże taką samą godzinę?
A) tak, ponieważ zegary są identyczne,
B) tak, ponieważ na obu ciałach, Ziemi i Księżycu, obowiązują te same prawa
fizyki,
C) nie, ponieważ na Księżycu nie ma atmosfery,
D) nie, ponieważ przyciąganie grawitacyjne na Księżycu jest mniejsze i to dzięku
temu oddziaływaniu te zegary działają.
9. Który z wykresów zależności temperatury od czasu obrazuje proces stygnięcia
kawy?
10. W czasie zjazdu Kamila ze stoku występują przemiany jednej formy energii na
inną. Zastanów się, co dzieje się z całkowitą energią mechaniczną chłopca, jeśli
pominiemy opory ruchu. Wybierz prawidłowy wykres ilustrujący zmiany energii
mechanicznej w czasie zjazdu.
Klucz odpowiedzi
We wszystkich zadaniach przyjmujemy stałą punktację:
" 0,5 p. za wypisanie pełnych danych;
" 0,5 p. za słowną odpowiedz
do zadania;
" 1 p. za poprawny rachunek jednostek w całym zadaniu;
" 1 p. za poprawne rachunki na danych liczbowych.
Dodatkowe punkty za kolejne kroki podane są w kluczu odpowiedzi. Maksymalną ilość punktów
przyznajemy za prawidłowo rozwiązane zadanie inną metodą.
Za każdą dobrą odpowiedz
w teście przyznajemy 1 p. Gdy, jak w przypadku pytań 2 i 4
odpowiedz
składa się z kilku części, 1 p. przyznajemy za całą poprawną odpowiedz
. W przeciwnym
przypadku punku nie przyznajemy.
Zadanie 1  7p.
Dane: Szukane:
m = 1 kg Ek, Ep
h = 25 m
t = 1 s
m
g = 10
s2
RozwiÄ…zanie:
g Å" t2 10 Å"12 m
îÅ‚ Å‚Å‚
W pierwszej sekundzie piÅ‚ka przebywa drogÄ™ s = , czyli s = Å" s = 5[m]. 1p.
ïÅ‚
2 2 s2 śł
ðÅ‚ ûÅ‚
Piłka jest więc na wysokości h1 = 20 m.
îÅ‚ Å‚Å‚
m kg Å" m2
Ep = m Å" g Å" h Ep = 1Å"10 Å" 25îÅ‚kg Å" Å" mÅ‚Å‚ = 250ïÅ‚ śł = 250[J] 1p.
ïÅ‚
s2 śł ðÅ‚ s2 ûÅ‚
ðÅ‚ ûÅ‚
îÅ‚ Å‚Å‚
m kg Å" m2
Ep1 = m Å" g Å" h1 Ep1 = 1Å"10 Å" 20îÅ‚kg Å" Å" mÅ‚Å‚ = 200ïÅ‚ śł = 200[J] 1p.
ïÅ‚
s2 śł ðÅ‚ s2 ûÅ‚
ðÅ‚ ûÅ‚
Energia kinetyczna piłki po 1 s wynosi
Ek = Ep - Ep1 = 250 - 200[J] = 50[J] 1p. (lub ze wzoru na energiÄ™ kinetycznÄ…).
Odp. : Po 1 s piłka jest na wysokości 5 m. Jej energia kinetyczna wynosi 50J a potencjalna 200J.
Zadanie 2  11p.
Dane: Szukane:
m = 5 g = 0,005 kg m1 = ?
kg
Á = 14 Å"103
m3
kg
Á1 = 19,3Å"103
m3
kg
Á2 = 10,3Å"103
m3
RozwiÄ…zanie:
Z definicji gęstości:
m m
Á = Ò! V = 1p.
V Á
m1 m1
Á1 = Ò! V1 = 1p.
V1 Á1
m - m1 m - m1
Á2 = Ò! V2 = 2p.
V2 Á2
V = V1 +V2 1p.
m m1 m - m1
= + 1p.
Á Á1 Á2
ëÅ‚ öÅ‚ ëÅ‚ öÅ‚
1 1 1 1
ìÅ‚
mìÅ‚ - ÷Å‚ ìÅ‚ - ÷Å‚
= m1ìÅ‚ 1p.
Á Á2 ÷Å‚ íÅ‚ Á1 Á2 ÷Å‚
íÅ‚ Å‚Å‚ Å‚Å‚
1 1
-
Á Á2
m1 = m 1p.
1 1
-
Á1 Á2
îÅ‚ Å‚Å‚
m3
1 1
-
1Å"103 10,3Å"103 ïÅ‚ śł
ïÅ‚kg kg śł
m1 = 0,005 Å" H" 0,0028[kg] = 2,8[g]
1 1
m3
ïÅ‚ śł
-
19,3Å"103 10,3Å"103 ïÅ‚ kg śł
ðÅ‚ ûÅ‚
Odp. : W pierścionku Beaty jest około 2,8 g złota.
Zadanie problemowe  5p.
Po odlaniu wody:
powietrze, które jest nad powierzchnią cieczy ogrzewa się 1p.
woda paruje, więc rośnie liczba cząsteczek pary wodnej nad cieczą 1p.
powoduje to wzrost ciśnienia 1p.
który powoduje wzrost siły parcia wywieranej na korek 1p.
korek  strzela , gdy siła parcia pozwoli na pokonanie parcia atmosfery, ciężaru korka i
oporów miedzy korkiem a butelką. 1p.
Test: 1  D
2  A, C, D
3  przepływ 200 do 180, w drugim przypadku  brak
4  należy zostawić: a) statycznym, b) rosnąć, c) maksymalną, zmaleje, dynamicznego,
d) nie zmienia siÄ™
5  D
6  D
7  D
8  D
9  B
10  C.